Принцип работы, элементная база, технические характеристики микропроцессорных счетчиков.

В последнее время все большее распространение получают счетчики электрической энергии, построенные с использованием микропроцессорной техники. На рис.3.1.4. изображена упрощенная структурная схема однофазного микропроцессорного счетчика.

Рисунок 3.1.4. Упрощенная структурная схема однофазного микропроцессорного счетчика

Ток нагрузки через трансформатор тока ТА поступает на вход аналого-цифрового преобразователя тока АЦПТ. Напряжение нагрузки через делитель R1, R2 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя напряжения АЦПН. Аналого-цифровые преобразователи с высокой частотой (2400 раз в секунду) измеряют мгновенные значения силы тока и напряжения нагрузки (48 раз в течение периода сети). Эти значения представляются в виде двоичных 21-разрядных (включая разряд знака) кодов напряжения Nu и силы тока Nj, которые поступают в микропроцессорное вычислительное и управляющее устройство ВУ.

Генератор меток времени ГТ вырабатывает импульсы опорной частоты f0, которые поступают в ВУ, где используются для определения длительностей интервалов времени.

По формулам быстрого преобразования Фурье вычислительное устройство вычисляет действующие значения мощности, силы тока и напряжения, усредненные на интервале в 2 периода сети:

где U_j, i_j - мгновенные значения силы тока и напряжения нагрузки, представленные кодами N_u и N_i; соответственно.

Значения кажущейся (полной) мощности S и реактивной мощности Q нагрузки вычисляются ВУ по формулам

Количество активной Аа и реактивной Аг энергии, израсходованной потребителем (нагрузкой) рассчитывается ВУ по формулам:

где Т - интервал времени, в течение которого учитывается электроэнергия;

τ - интервал времени усреднения мгновенных значений мощности (в рассматриваемом случае τ равно двум периодам сети переменного тока);

к - порядковый номер отсчета значения мощности.